CN105823064A - 一种用于处理高含盐废硫酸的焚烧炉 - Google Patents

一种用于处理高含盐废硫酸的焚烧炉 Download PDF

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Abstract

一种用于处理高含盐废硫酸的焚烧炉，其特征在于：焚烧炉为卧式结构，由外及内包括外保温层、壳体、隔热保温层、耐火耐酸耐盐层，壳体包括筒体、端板和支座；炉膛内部交替设置挡火墙；炉膛底部设置有一定倾角的熔盐导流槽，并在其最低点设置排盐孔；炉气出口设置在焚烧炉尾部；耐火耐酸耐盐层采用预制好的耐火耐酸耐盐砖砌筑。本发明用于处理高含盐废硫酸，使得废硫酸裂解率接近100%；施工简单方便且整体性好；运行更加安全可靠。

Description

一种用于处理高含盐废硫酸的焚烧炉
技术领域
本发明属于化工环保技术领域，具体涉及一种用于处理高含盐废硫酸的焚烧炉。
背景技术
我国的各类化工装置,如涉及到磺化、烷基化、水合水解、净化及脱水等工艺，每年都会副产大量废硫酸，尤其是国内精细化工以及染料行业，都产生大量含有高浓度无机盐的废硫酸，该废硫酸酸浓较低，含有无机物和高浓度的无机盐，极难处理。
目前废硫酸的处理方法主要有以下几种：1.碱中和法，让硫酸跟各种无机碱进行中和反应，制取硫酸铵、硫酸镁、硫酸钙等。2.脱除杂质后浓缩，通过吸附、过滤、氧化、蒸馏、气提、萃取等方式脱除废硫酸中的有机和无机杂质，然后对除杂后的稀硫酸进行浓缩得到工业用浓硫酸。3.还原分解法，用烃类将废硫酸还原分解为二氧化硫，然后进一步处理。4.高温裂解法，将废硫酸高温分解回收二氧化硫、三氧化硫或硫磺。这些处理方法都存在工艺繁复、处理成本高、产品质量参差不齐、处理不彻底等问题。
同以上处理方法相比，废硫酸焚烧制硫酸的方法可以从根本上解决废硫酸的处理问题，具有处理成本低，产品收率高、产品质量好，生产过程绿色环保等优点，并且副产大量蒸汽，可以用来发电或供给厂区其他需要蒸汽的设备，具有很好的环境效益和经济效益。
发明内容
由于传统的废硫酸焚烧炉无法处理高含盐废硫酸，本发明是针对上述现状，而提出的一种用于处理高含盐废硫酸的焚烧炉，适宜处理各种化工装置副产的高含盐废硫酸。一般焚烧炉处理的废硫酸含有高浓度的无机盐，无机盐的种类包括第一和第二主族的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐以及过渡金属盐类。通过高温焚烧，废硫酸在焚烧炉中裂解制取含二氧化硫的烟气，继而进入后续制酸系统制取成品硫酸，有机物生成二氧化碳和水，废硫酸中含有的无机盐熔融后汇集到熔盐导流槽，然后通过焚烧炉底部的排盐孔排出。
本发明是这样来实现的：用于处理高含盐废硫酸的焚烧炉，其特征在于：焚烧炉为卧式结构，由外及内包括外保温层、壳体、隔热保温层、耐火耐酸耐盐层，壳体包括筒体、端板和支座；炉头端板上设有废硫酸喷枪、主燃烧器、手孔；筒体上设有防爆孔、火焰检测器、视镜、副燃烧器、测温点、测压点、人孔、烘炉排气孔；炉膛内部交替设置上开孔挡火墙和下开孔挡火墙；炉膛底部设置有一定倾角的熔盐导流槽，并在其最低点设置排盐孔；炉气出口设置在焚烧炉尾部；所述耐火耐酸耐盐层采用预制好的耐火耐酸耐盐砖砌筑，所述耐火耐酸耐盐砖为在刚玉中添加金属氧化物制成。
一般地，所述刚玉包括电熔刚玉、烧结刚玉，其中添加的金属氧化物包括ZrO2、Cr2O3、TiO2。
所述炉头端板设有至少一个废酸喷枪，至少一个主燃烧器，一个手孔，炉尾端板设有炉气出口；废酸喷枪采用机械雾化或者压缩空气雾化的形式，废酸喷枪的材质为碳化硅、不锈钢或者其他耐热耐盐合金钢；燃烧器材质为不锈钢。
所述外保温层采用复合硅酸盐纤维毡、陶瓷纤维毡或岩棉保温材料。
所述壳体的材质为碳钢、不锈钢或其他合金钢；筒体外设有数道加强圈，加强圈环向焊接不锈钢板作为防雨罩；筒体内侧焊接有龟甲网或锚固钉结构，用于固定隔热保温层，龟甲网或锚固钉的材质为碳钢、不锈钢或其他耐热合金钢，锚固钉的形式包括Y型、V型、S型、Ω型；筒体内侧设有防腐隔热层，防腐隔热层为先刷若干遍石墨水玻璃防腐层，然后黏贴石棉板或陶瓷纤维板隔热层，或者刷耐高温耐酸蚀的涂料或粘结剂。
所述焚烧炉前后腔体的上部各设有1个防爆孔，筒体的侧面设有至少1个火焰检测器，至少1个视镜，至少1个副燃烧器，至少1个人孔，筒体上部设置至少2个测温点，至少1个测压点，至少2个烘炉排气孔，筒体底部设置至少1个排盐孔。
所述筒体由支座支撑，支座的个数为至少4个，焚烧炉置于若干组支座滚子上，每组支座滚子由至少2根圆钢制成；圆钢的材质为碳钢、不锈钢或其他合金钢。
所述隔热保温层的横向和纵向上每隔1～3m设置一道伸缩缝；隔热保温层之间，以及隔热保温层和耐火耐酸耐盐层之间的伸缩缝错缝布置，错缝距离大于100mm；隔热保温层材料为：铝酸盐或磷酸盐做结合剂，添加骨料制成。
所述焚烧炉的中部设置至少2道挡火墙，挡火墙用砖的材质与耐火耐酸耐盐层相同；挡火墙包括上开孔挡火墙和下开孔挡火墙，两种挡火墙交错设置，下开孔挡火墙的上部设有若干个开孔，上开孔挡火墙下部留有检修通道；挡火墙内部以及挡火墙与环形耐火耐酸耐盐层之间设置伸缩缝。
所述骨料选自多孔熟料、空心球、漂珠、硅藻土、珍珠岩、蛭石、陶粒填料。
所述多孔熟料包括硅质、粘土质、高铝质、莫来石质、刚玉质等；所述空心球包括氧化铝质、莫来石质、铝铬质、铬质、锆质等。
焚烧炉安装时，先将其置于支座滚子上，然后将尾部与基础的预埋钢板焊接固定。焚烧炉每个鞍座对应一组支座滚子，每组支座滚子设有若干根圆钢，圆钢材质一般为不锈钢。
本发明的最大的特点在于环保、高效和安全稳定。焚烧炉内温度在800℃以上，配备的废酸喷枪采用碳化硅或者其他耐高温耐盐侵蚀的合金，既保证了雾化效果又延长了使用寿命，较大的炉膛容积也保证了炉气足够长的停留时间，使得废硫酸裂解率接近100%；另外，考虑到酸性高温炉气的腐蚀性，以及熔盐的高温侵蚀性，焚烧炉的耐火耐酸耐盐层采用耐酸耐火耐盐砖砌筑；隔热保温层采用浇注料现场捣制浇注，施工简单方便且整体性好；隔热保温层伸缩缝的设置考虑浇注料的特性不采用通缝；焚烧炉筒体上部设置防爆膜片，这些都使得焚烧炉运行更加安全可靠。
附图说明
以下附图为本发明焚烧炉的结构示意图，其作用只为结合上述的文字来说明来焚烧炉的结构，而不是用于限定本发明的范围。
图1是本发明实施例焚烧炉结构示意图。
图2是实施例焚烧炉炉头结构示意图。
图3是实施例焚烧炉炉尾结构示意图。
图4是实施例Ⅰ型挡火墙的结构示意图。
图5是实施例Ⅱ型挡火墙的结构示意图。
图中，a、视镜，b、人孔，c、测温点，d、副燃烧器，e、炉气出口，f、废硫酸喷枪，g、主燃烧器，j、火焰检测器，k、手孔，m、备用孔，n、测压点，o、排气孔，p、防爆孔，s、排盐孔，u、熔盐导流槽。
图中，1、加强圈，2、外保温层，3、筒体，4、防腐隔热层，5、隔热保温层，6、锚固钉，7、耐火耐酸耐盐层，8、端板，9、支座，10、支座滚子，11，加强角钢，12、检修通道。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明加以详细描述。
实施例：本实施例适宜处理各种化工装置副产的高含盐废硫酸。可以处理含有高浓度无机盐的废硫酸，无机盐的种类包括第一和第二主族的钠盐、钾盐、镁盐、钙盐以及过渡金属盐类。
参考附图1，焚烧炉为卧式结构，安装时将焚烧炉置于支座滚子（10）之上。焚烧炉主要结构由外及内包括外保温层(2)、壳体、隔热保温层(5)、耐火耐酸耐盐层(7)；炉头端板上设有废硫酸喷枪(f)、主燃烧器(g)、手孔(k)；筒体（3）上设有防爆孔(p)、火焰检测器(j)、视镜(a)、副燃烧器(d)、测温点(c)、测压点(n)、人孔(b)、烘炉排气孔(o)；炉膛内部交替设置上开孔挡火墙(Ⅱ型)和下开孔挡火墙(Ⅰ型)；炉膛底部设置有一定倾角的熔盐导流槽（u），并在其最低点设置排盐孔（s）；炉气出口(e)设置在焚烧炉尾部。耐火耐酸耐盐层采用预制好的耐火耐酸耐盐砖砌筑，主要材料为在刚玉（包括电熔刚玉、烧结刚玉）中添加金属氧化物以提高其耐酸、盐侵蚀性及热震稳定性。
耐火耐酸耐盐砖主要材质为刚玉（包括电熔刚玉、烧结刚玉），其中添加的金属氧化物为ZrO2、Cr2O3、TiO2。
炉头端板设有至少一个废酸喷枪(f)，至少一个主燃烧器(g)，一个手孔(k)，炉尾端板设有炉气出口(e)。废酸喷枪采用机械雾化或者压缩空气雾化的形式，废酸喷枪的材质为碳化硅、不锈钢或者其他耐热耐盐合金钢。燃烧器材质为不锈钢。
焚烧炉设有外保温层（2），外保温层可以采用复合硅酸盐纤维毡、陶瓷纤维毡或岩棉等保温材料；也可以在裂解炉的加强圈（1）环向焊接不锈钢板作为防雨罩，起到防雨保温的作用。
焚烧炉的主要结构之一为壳体，壳体的材质可以是碳钢、不锈钢或其他合金钢。壳体由筒体（3）、端板（8）和支座（9）等组成。筒体（3）外设有数道加强圈（1）；筒体（3）内侧焊接有龟甲网或锚固钉（6）结构，用于固定隔热保温层（5），龟甲网或锚固钉（6）的材质可以为碳钢、不锈钢或其他耐热合金钢，锚固钉（6）的形式可以为Y型、V型、S型、Ω型等。
筒体（3）内侧设有防腐隔热层（4），先刷若干遍石墨水玻璃防腐层，然后黏贴石棉板或陶瓷纤维板等隔热层；也可以刷一层耐高温耐酸蚀的涂料或粘结剂。
筒体（3）上设有防爆孔（p）、火焰检测器（j）、视镜(a)、人孔(b)、副燃烧器(d)、烘炉排气孔(o)、测温点(c)、测压点(n)和排盐孔（s）等。焚烧炉前后腔体的上部各设有1个防爆孔(p)；筒体的侧面设有至少1个火焰检测器(j)，至少1个视镜(a)，至少1个副燃烧器(d)，至少1个人孔(b)；筒体上部设置至少2个测温点(c)，至少1个测压点(n)，至少2个烘炉排气孔(o)；筒体底部设置至少1个排盐孔（s）。
焚烧炉筒体(3)由支座(9)支撑，材质可以是碳钢、不锈钢或其他合金钢。支座(9)的个数为至少4个，具体由焚烧炉结构和长度决定。
焚烧炉结构之一为若干组支座滚子(10)，每组支座滚子由至少2根圆钢制成；圆钢的材质可以是碳钢、不锈钢或其他合金钢。
焚烧炉的结构之一是隔热保温层（5），其材料为：铝酸盐或磷酸盐做结合剂，加入多孔熟料（包括硅质、粘土质、高铝质、莫来石质、刚玉质等）、空心球（包括氧化铝质、莫来石质、铝铬质、铬质、锆质等）、漂珠、硅藻土、珍珠岩、蛭石、陶粒等填料。
隔热保温层（5）的横向和纵向上每隔1～3m设置一道伸缩缝；隔热保温层（5）之间，以及隔热保温层（5）和耐火耐酸耐盐层（7）之间的伸缩缝应错缝设置，错缝距离须大于100mm。
焚烧炉的中部设置至少2道挡火墙，用以增加炉内气流湍动。挡火墙用砖的材质与耐火耐酸耐盐层相同；挡火墙有下部开孔（Ⅰ型）和上部开孔（Ⅱ型）两种，两种挡火墙交错设置，具体结构见示意图；Ⅰ型挡火墙的上部设有若干个开孔，Ⅱ型挡火墙下部留有检修通道（12）；挡火墙内部以及挡火墙与环形耐火耐酸耐盐层之间设置伸缩缝。

Claims (10)

1.一种用于处理高含盐废硫酸的焚烧炉，其特征在于：焚烧炉为卧式结构，由外及内包括外保温层、壳体、隔热保温层、耐火耐酸耐盐层，壳体包括筒体、端板和支座；炉头端板上设有废硫酸喷枪、主燃烧器、手孔；筒体上设有防爆孔、火焰检测器、视镜、副燃烧器、测温点、测压点、人孔、烘炉排气孔；炉膛内部交替设置上开孔挡火墙和下开孔挡火墙；炉膛底部设置有一定倾角的熔盐导流槽，并在其最低点设置排盐孔；炉气出口设置在焚烧炉尾部；所述耐火耐酸耐盐层采用预制好的耐火耐酸耐盐砖砌筑，所述耐火耐酸耐盐砖为在刚玉中添加金属氧化物制成。
2.根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于：所述刚玉包括电熔刚玉、烧结刚玉，其中添加的金属氧化物包括ZrO2、Cr2O3、TiO2。
3.根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于：炉头端板设有至少一个废酸喷枪，至少一个主燃烧器，一个手孔，炉尾端板设有炉气出口；废酸喷枪采用机械雾化或者压缩空气雾化的形式，废酸喷枪的材质为碳化硅、不锈钢或者其他耐热耐盐合金钢；燃烧器材质为不锈钢。
4.根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于：外保温层采用复合硅酸盐纤维毡、陶瓷纤维毡或岩棉保温材料。
5.根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于：壳体的材质为碳钢、不锈钢或其他合金钢；筒体外设有数道加强圈，加强圈环向焊接不锈钢板作为防雨罩；筒体内侧焊接有龟甲网或锚固钉结构，用于固定隔热保温层，龟甲网或锚固钉的材质为碳钢、不锈钢或其他耐热合金钢，锚固钉的形式包括Y型、V型、S型、Ω型；筒体内侧设有防腐隔热层，防腐隔热层为先刷若干遍石墨水玻璃防腐层，然后黏贴石棉板或陶瓷纤维板隔热层，或者刷耐高温耐酸蚀的涂料或粘结剂。
6.根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于：焚烧炉前后腔体的上部各设有1个防爆孔，筒体的侧面设有至少1个火焰检测器，至少1个视镜，至少1个副燃烧器，至少1个人孔，筒体上部设置至少2个测温点，至少1个测压点，至少2个烘炉排气孔，筒体底部设置至少1个排盐孔。
7.根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于：筒体由支座支撑，支座的个数为至少4个，焚烧炉置于若干组支座滚子上，每组支座滚子由至少2根圆钢制成；圆钢的材质为碳钢、不锈钢或其他合金钢。
8.根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于：隔热保温层的横向和纵向上每隔1～3m设置一道伸缩缝；隔热保温层之间，以及隔热保温层和耐火耐酸耐盐层之间的伸缩缝错缝布置，错缝距离大于100mm；隔热保温层材料为：铝酸盐或磷酸盐做结合剂，添加骨料制成。
9.根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于：焚烧炉的中部设置至少2道挡火墙，挡火墙用砖的材质与耐火耐酸耐盐层相同；挡火墙包括上开孔挡火墙和下开孔挡火墙，两种挡火墙交错设置，下开孔挡火墙的上部设有若干个开孔，上开孔挡火墙下部留有检修通道；挡火墙内部以及挡火墙与环形耐火耐酸耐盐层之间设置伸缩缝。
10.根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于所述骨料选自多孔熟料、空心球、漂珠、硅藻土、珍珠岩、蛭石、陶粒填料。
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Application publication date: 20160803